▲ UNIST 양창덕 교수. /포스텍 제공
포스텍은 국내 연구팀이 대면적(大面積) 화학센서를 만드는데 성공했다고 23일 밝혔다.

포스텍 화학공학과 오준학 교수팀·UNIST(울산과학기술원) 양창덕 교수 공동연구팀은 빛과 그림자를 이용하는 간단한 포토리소그래피 공정을 적용할 수 있는 고분자 반도체를 개발했다.

재료과학분야의 권위지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’지 최신호 표지논문으로 게재된 이 연구성과는 제작 비용과 시간을 단축하면서도 고분자 반도체로서의 장점은 그대로 유지해 상용화에 대한 기대감을 높였다.

틀에 빛을 쪼여 생기는 그림자의 모양대로 회로가 새겨지도록 하는 포토리소그래피 공정은 전자회로를 만들 때 미세패턴을 구현하기 위해 널리 활용돼 왔다. 그러나 고분자 반도체에 적용하면 반도체의 성능이 급격하게 저하된다는 단점이 있었다.

연구팀은 물을 튕겨내는 성질과 함께 화학물질에 대한 내성이 강한 실록산기를 포함한 양극성 고분자 반도체를 개발했다. 상온에서 용액상에서 만들어진 이 고분자 반도체 박막은 열처리 후에 녹지 않는 특성을 지녔다.

그래핀 전극을 붙임으로써 통상 사용하는 금 전극에 비해 50배 이상 전자이동도를 향상시켜 고성능 양극성 유기 트랜지스터 회로를 구현하는데 성공했다.

이 회로는 물이나 에탄올, 아세톤과 같은 다양한 유기용매에 담가두어도 전기적 성능이 그대로 유지되는 등 화학적 내성이 강하여 고성능 가스센서로 응용될 수 있다.

연구를 주도한 오준학 교수는 “이번 결과는 상용화된 공정에 적용 가능한 안정성이 높은 고분자 반도체 소재와 센서 회로 응용에 관한 것으로, 차세대 웨어러블 스마트기기 상용화를 앞당길 수 있는 원천 기술”이라고 설명했다.

한편, 이 연구는 미래창조과학부의 글로벌 프런티어 ‘나노기반 소프트일렉트로닉스연구단’의 지원으로 수행됐다.
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